CN1150564C - 低压降跨间搅混格架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核反应堆燃料组件中使用的一种跨间搅混格架，其组成格架栅元的内条带板片采用弹性设计，使内条带在横向成正弦波式的弯曲，内条带上的搅混叶的端部为翻边结构，在容纳导向管或测量管的栅元的内条带上下方均有焊舌。本发明结构简单、减小了格架的压力损失，进一步改善了燃料组件的热工性能，是一种低压跨间搅混格架。

Description

低压降跨间搅混格架

                      技术领域

本发明涉及一种用于核反应堆燃料组件的定位格架，具体为低压降跨间搅混格架。

                      背景技术

在核反应堆中，燃料组件中的燃料棒需要用定位格架来定位，为了提高燃料组件的热工性能，在端部定位格架之间，设有中间搅混格架。目前，为了更进一步改善燃料组件的热工性能，一些国家在中间搅混格架的跨间又加设了跨间搅混格架，如法国在中国申请的91104988.6号专利中所公开的一种“用于核燃料组件带有致混翅片的格栅”，就是一种跨间搅混格架。这种格架的缺陷在于：(1)由于该格架的内条带为刚性设计，在条带上设有刚性凸起，使格架投影面积增大，造成格架压降较大，使燃料组件的安全性降低；(2)在装有跨间搅混格架的新组件与不具有跨间搅混格架的旧组件在同一堆芯使用时，由于两类组件的阻力系数不一致，新组件阻力系数较大，造成新组件的流量小而不能很好匹配；(3)为了更进一步提高燃料组件的临界热负荷，就需要布置更多的这种跨间搅混格架，但又受到格架压降的限制而不能实现。

                      发明内容

本发明的目的在于针对现有跨间搅混格架的不足，提供一种能降低格架压降，更进一步提高燃料组件热工性能的低压降跨间搅混格架。

本发明的技术方案如下：低压降跨间搅混格架由用于容纳燃料棒或导向管或测量管的多个栅元呈方形矩阵形式布置而成，每一个栅元由四条内条带上的导向槽相互正交插入，形成正方形排列，并焊接在一起；内条带上有冲压成型的搅混叶，搅混叶与燃料棒的轴线形成一定的夹角；在容纳导向管或测量管的栅元的内条带上下方均冲压有与内条带连为一体的焊舌，与导向管或测量管焊接固定，在容纳燃料棒栅元的内条带上横向弯有正弦波似的半圆弧，使整个内条带形成弹性结构；搅混叶的端部呈翻卷状；在内条带的两端设有外围棒限位突起；在容纳导向管或测量管栅元的内条带的下方也冲压有焊舌。

本发明的效果在于：(1)由于内条带采用弹性设计，使燃料组件在横向变形的情况下，不直接承受横向载荷，当组件整体弯曲时，内条带随其弯曲方向弯曲，使载荷可以被条带的弹性变形所吸收；(2)由于取消了格架内条带的刚凸，降低了格架的压降，可以在一个组件中布置多个跨间搅混格架，使临界热负荷更进一步提高；(3)由于搅混叶端部设计为翻边结构，使搅混叶具有更好的导流作用，可以对冷却剂更好地搅混，而且由于搅混叶端部没有尖锐的部份凸出，即使搅混叶碰到燃料棒，也不会出现划伤燃料捧的现象；(4)在容纳导向管或测量管栅元的内条带的上下方均具有焊舌，以便更好地固定格架。

                      附图说明

图1为定位格架在核反应堆燃料组件中的分布图。

图2为低压降跨间搅混格架的栅元边角区段的结构示意图。

图中1.上管座  2.中间搅混格架  3.跨间搅混格架  4.导向管(或测量管)  5.燃料棒  6.端部定位格架  7.下管座  8.外围棒限位突起9.焊舌  10.内条带  11.搅混叶

                    具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

在核反应堆中，定位格架在燃料组件中的分布一般如图1所示。此组件具有上下两个管座1、7，用于燃料组件的横向定位，端部定位格架6具有上下两个，对燃料棒5进行纵横向的定位。此组件通过上下管座1、7、上下端部定位格架6和导向管或测量管4用焊接方式组成一个组件支撑结构。在上下端部定位格架6之间至少设置有一个具有多个栅格单元构成的中间搅混格架2，燃料棒5由端部定位格架6和中间搅混格架2夹持定位在栅元内，端部定位格架6和中间搅混格架2通过导向管或测量管4栅元位置内条带的焊舌点焊连接，用于对燃料棒5进行纵横向的定位。跨间搅混格架3设置在中间搅混格架2与端部定位格架6之间，或设置在两个中间搅混格架2之间，与导向管或测量管4焊接连接，用于搅混冷却剂，提高燃料棒的热工性能。

图2所示，表示构成本发明的低压降跨间搅混格架的边角区段。本格架由呈方形矩阵布置的多个栅元组成。在格架的栅元中，一些栅元用于容纳燃料棒5，一些栅元用于容纳导向管或测量管4，测量管一般位于格架中间位置的栅元。组成格架的每一个栅元由4条内条带10上的导向槽相互正交插入，形成正方形排列，并焊接在一起。内条带10为锆合金板片，其上有冲压成型的搅混叶11，与内条带10连为一体，内条带10采用弹性设计，即在容纳燃料棒栅元的内条带10上具有搅混叶以外的区域横向弯有正弦波似的半圆弧，半圆弧的方向均和与之相交的另一条内条带上紧相邻的搅混叶11的指向一致，即在搅混叶11下方的栅元内是开阔的，使冷却剂搅混更充分，搅混效果更好。除两端外，整个内条带10横向成近似弹簧的曲线板形状，使本格架整体在横向具有一定的弹性，用于吸收组件的横向载荷，同时也限制燃料棒5与搅混叶11的接触，对燃料棒5起保护作用。搅混叶11的端部设计为翻边结构，即端部向外翻卷，使搅混叶11具有更好的导流作用，可以对冷却剂更好地搅混，使燃料组件的热工性能更进一步提高。除格架四角附近的几个栅元以及容纳导向管或测量管4的栅元外，搅混叶11在每一个栅元内至少有一个，并与燃料棒5在轴线上成一定的夹角，以保证冷却剂流经燃料棒5表面时是围绕燃料棒5旋转向上的，使经搅混叶11搅混的冷却剂在环绕燃料棒5的流动中具有更高的流速。由于搅混叶11的端部没有尖锐的部份凸出，即使在使用过程中搅混叶11倒向了燃料棒5一侧，也不会划伤燃料棒5。在内条带10的两端还具有与内条带10连为一体的外围棒限位突起8，该突起是在内条带10的两端从内条带10轴向三分之一和三分之二的高度处切开两条切口，横向撑开形成的上下两个半圆弧，使冷却剂的通道完全打开，还可用于保持外围燃料棒5之间的棒间距，使栅元内的搅混叶11不会碰到燃料棒5。在容纳导向管或测量管4栅元的内条带10的上下方均有与内条带10连为一体的焊舌9，在同一个栅元内有8个，即同一个栅元的内条带10的上下方分别有4个，以便与导向管或测量管4焊接固定，使跨间搅混格架轴向和径向更好的定位。

Claims (5)

1.一种核反应堆燃料组件的低压降跨间搅混格架，由用于容纳燃料棒或导向管或测量管的多个栅元呈方形矩阵形式布置而成，每一个栅元由四条内条带(10)上的导向槽相互正交插入，形成正方形排列，并焊接在一起；内条带(10)上有冲压成型的搅混叶(11)，搅混叶(11)与燃料棒(5)的轴线形成一定的夹角；在容纳导向管或测量管(4)的栅元的内条带(10)上方冲压有与内条带(10)连为一体的焊舌(9)，与导向管或测量管(4)焊接固定，其特征在于：在容纳导向管或测量管(4)册元的内条带的下方也冲压有焊舌(9)；在容纳燃料棒栅元的内条带(10)上横向弯有正弦波似的半圆弧，使整个内条带形成弹性结构；搅混叶(11)的端部呈翻卷状；在内条带(10)的两端设有外围棒限位突起(8)。

2.按照权利要求1所述的低压降跨间搅混格架，其特征在于：在容纳燃料棒的栅元内条带(10)上的半圆弧的位置是在具有搅混叶以外的区域，其弯曲方向均和与之相交的另一条内条带上紧相邻的搅混叶(11)的指向一致。

3.按照权利要求1或2所述的低压降跨间搅混格架，其特征在于：所述搅混叶(11)端部的翻边为向外翻卷。

4.按照权利要求3所述的低压降跨间搅混格架，其特征在于：所述的外围棒限位突起(8)是在内条带(10)的两端沿内条带(10)方向切有切口，在切口处横向撑开形成的半圆弧。

5.按照权利要求1或4所述的低压降跨间搅混格架，其特征在于：所述焊舌(9)在同一个栅元内的内条带(10)的上下方分别有4个。

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